RU31089U1 - Dual betatron pulse power system - Google Patents
Dual betatron pulse power system Download PDFInfo
- Publication number
- RU31089U1 RU31089U1 RU2003106270/20U RU2003106270U RU31089U1 RU 31089 U1 RU31089 U1 RU 31089U1 RU 2003106270/20 U RU2003106270/20 U RU 2003106270/20U RU 2003106270 U RU2003106270 U RU 2003106270U RU 31089 U1 RU31089 U1 RU 31089U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- betatron
- electromagnet
- double
- excitation winding
- thyristor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ИИТАНИЯ ДВОЙНОГО БЕТАТРОНАDOUBLE BETATRON PULSE SYSTEM
Полезная модель относится к области ускорительной техники и предназначена для генерации электронных пучков с большой энергией для последующего использования энергии ускоренных электронов для целей дефектоскопии, лечения онкологических заболеваний и т.д.The utility model relates to the field of accelerator technology and is intended for the generation of high-energy electron beams for the subsequent use of accelerated electron energy for flaw detection, cancer treatment, etc.
В ряде случаев для определения координат дефектов требуется стереоснимок, для получения которого требуется использование двух бетатронов (двойного бетатрона).In some cases, to determine the coordinates of defects, a stereo image is required, which requires the use of two betatrons (double betatron).
Известны системы питания двойного бетатрона в случае смешанного возбуждения его электромагнитов Ярушкин Ю.П. Некоторые вопросы исследований смешанного возбуждения электромагнитов малогабаритных бетатронов. Диссертация, Томск, 1964; Ивашин В.В. Вентильная и вентильно-механическая коммутация в схемах получения магнитных полей в электрических машинах. Диссертация, Томск, 1968.; Ананьев Л.М., Воробьев А.А., Горбунов В.И. Индукционный ускоритель электронов - бетатрон. М., Госатомиздат, 1961. В связи с разработкой и внедрением импульсных систем питания бетатронов Ивашин В.В., Фурман Э.Г. Экспериментальное исследование потерь в схеме питания бетатрона однополярными импульсами тока. Известия ТПИ, 1970, т.212, с. 134-139; Фурман Э.Г. Системы питания импу.шьсных электромагнитов с емкостными накопителями энергии. - ПТЭ, №5, 1988, с.7-27, позволяющих формировать в индуктивной нагрузке и, в том числе, в обмотках электромагнита бетатрона импульсы тока различной формы, интерес к смешанному возбуждению пропал. Это объясняется тем, что при возбуждении электромагнита бетатрона однополярными импульсами тока сохраняется не только основное достоинство смешанного возбуждения формирование однонаправленных магнитных потоков, но и появляетсяThe known power systems of a double betatron in the case of mixed excitation of its electromagnets Yarushkin Yu.P. Some questions of studies of mixed excitation of electromagnets of small-sized betatrons. The dissertation, Tomsk, 1964; Ivashin V.V. Valve and valve-mechanical switching in schemes for obtaining magnetic fields in electric machines. The dissertation, Tomsk, 1968 .; Ananyev L.M., Vorobev A.A., Gorbunov V.I. Induction electron accelerator - betatron. M., Gosatomizdat, 1961. In connection with the development and implementation of pulse power systems for betatrons, Ivashin VV, Furman E.G. An experimental study of losses in the power circuit of a betatron by unipolar current pulses. Proceedings of the TPI, 1970, vol. 212, p. 134-139; Furman E.G. Power supply systems for impulse electromagnets with capacitive energy storage. - PTE, No. 5, 1988, pp. 7-27, allowing the formation of current pulses of various shapes in the inductive load, including in the windings of the betatron electromagnet, the interest in mixed excitation has disappeared. This is because when the betatron electromagnet is excited by unipolar current pulses, not only the main advantage of mixed excitation is the formation of unidirectional magnetic fluxes, but also appears
....
МКП7 Н05Н 7/04 MKP7 N05N 7/04
целый ряд дополнительных преимуществ. Например, массогабаритные параметры электромагнита бетатрона получаются меньше, чем при смешанном возбуждении, уменьшаются массогабаритные параметры системы питания. Следует отметить, что до настояш его времени двойные бетатроны с импульсным питанием не разрабатывались.a number of additional benefits. For example, the weight and size parameters of the betatron electromagnet are less than with mixed excitation; the weight and size parameters of the power system are reduced. It should be noted that until his time, double betatrons with pulse power were not developed.
Известна импульсная система питания бетатрона (в случае двуполярного режима работы емкостного накопителя) Авт. свидетельство СССР № 661743, МКП2 НОЗК5/01, Б.И. № 17, 1979, С.260. Для создания двойного бетатрона потребуется использование двух таких импульсных систем питания, которые образуют импульсную систему питания двойного бетатрона, выбранную в качестве прототипа, содержащую первый электромагнит с магнитопроводом и с обмоткой возбуждения, второй электромагнит с магнитопроводом и с обмоткой возбуждения, емкостной накопитель.Known pulse power system of the betatron (in the case of a bipolar mode of operation of a capacitive storage) Auth. USSR certificate No. 661743, MKP2 NOZK5 / 01, B.I. No. 17, 1979, p. 260. To create a double betatron, it will be necessary to use two such pulse power systems, which form a double betatron pulse power system, selected as a prototype, containing a first electromagnet with a magnetic circuit and with an excitation winding, a second electromagnet with a magnetic circuit and with an excitation winding, and a capacitive storage.
Данная импульсная система питания двойного бетатрона должна будет содержать 8 тиристоров двух колебательных контуров и два емкостных накопителя. Использование такого большого количества элементов приведет к существенному увеличению стоимости и массогабаритных параметров двойного бетатрона.This pulse power supply system of a double betatron will have to contain 8 thyristors of two oscillatory circuits and two capacitive storage. The use of such a large number of elements will lead to a significant increase in the cost and mass and size parameters of a double betatron.
Задачей полезной модели является уменьшение стоимости и массогабаритных параметров двойного бетатрона.The objective of the utility model is to reduce the cost and weight and size parameters of a double betatron.
Поставленная задача достигается тем, что в импульсной системе питания двойного бетатрона, содержащей первый электромагнит с магнитопроводом и с обмоткой возбуждения, второй электромагнит с магнитопроводом и с обмоткой возбуждения, емкостной накопитель, согласно полезной модели, обмотка возбуждения первого электромагнита через один тиристор соединена с емкостным накопителем, который через другой тиристор соединен с обмоткой возбуждения второго электромагнита, причем параллельно к обмотке возбуждения первогоThe problem is achieved in that in a pulsed power supply system of a double betatron containing a first electromagnet with a magnetic circuit and with an excitation winding, a second electromagnet with a magnetic circuit and with an excitation winding, a capacitive storage device, according to a utility model, the field winding of the first electromagnet is connected to a capacitive storage through one thyristor , which through another thyristor is connected to the excitation winding of the second electromagnet, and in parallel to the excitation winding of the first
электромагнита через первый и второй тиристоры ввода энергии подключены последовательно соединенные между собой источник питания постоянного тока и дроссель, которые через третий тиристор ввода энергии подключены параллельно к обмотке возбуждения второго электромагнита.an electromagnet through the first and second thyristors of energy input is connected in series to each other, a DC power source and a choke, which through the third thyristor of energy input are connected in parallel to the field winding of the second electromagnet.
При таком исполнении импульсной системы питания двойного бетатрона вместо 8 тиристоров двух колебательных контуров будет использоваться всего 2, вместо двух емкостных накопителей будет использоваться один.With this version of the pulse power supply system of a double betatron, instead of 8 thyristors of two oscillatory circuits, only 2 will be used, instead of two capacitive drives, one will be used.
В бетатроне значительную часть стоимости импульсной системы питания составляют следующие элементы - емкостной накопитель и тиристоры колебательного контура. Эти элементы также составляют значительную часть массогабаритных параметров импульсной системы питания. Следовательно, полученная импульсная система питания двойного бетатрона будет обладать значительно меньшими массогабаритными параметрами и стоимостью, чем импульсная система питания двойного бетатрона, состоящая из двух импульсных систем питания, рассмотренных в Авт. свидетельство СССР № 661743, МКП2 НОЗК5/01, Б.И. № 17, 1979, С.260. Данное обстоятельство, соответственно, приведет к значительному уменьшению стоимости и массогабаритных параметров двойного бетатрона.In a betatron, a significant part of the cost of a pulsed power system is made up of the following elements - a capacitive storage and thyristors of an oscillatory circuit. These elements also make up a significant part of the overall dimensions of the pulse power system. Consequently, the resulting double betatron pulse power system will have significantly lower mass and size parameters and cost than the double betatron pulse power system, consisting of two pulse power systems considered in Auth. USSR certificate No. 661743, MKP2 NOZK5 / 01, B.I. No. 17, 1979, p. 260. This circumstance, respectively, will lead to a significant reduction in the cost and mass and size parameters of the double betatron.
На фиг.1 приведена электромагнитная система двойного бетатрона, где пунктиром показаны положения вакуумных ускорительных камер в межполюсных пространствах электромагнитов.Figure 1 shows the electromagnetic system of a double betatron, where the dotted line shows the position of the vacuum accelerator chambers in the polar spaces of the electromagnets.
На фиг. 2 приведена принципиальная схема импульсной системы питания двойного бетатрона.In FIG. 2 shows a schematic diagram of a pulse power system of a double betatron.
На фиг.З приведены эпюры изменения токов и напряжений в импульсной системе питания Двойного бетатрона, где цифрами обозначено:Fig. 3 shows plots of changes in currents and voltages in a pulse power supply system of a Double betatron, where the numbers indicate:
13- изменение тока обмотки 2 возбуждения первого электромагнита,13 - change in the current of the winding 2 of the excitation of the first electromagnet,
14- изменение напряжения на емкостном накопи±еле 5,14 - voltage change on the capacitive storage ± barely 5,
15- изменение тока обмотки 4 возбуждения второго электромагнита.15- change in current of the winding 4 of the excitation of the second electromagnet.
Электромагнитная система двойного бетатрона (фиг.1) содержит магнитопровод 1 первого электромагнита, обмотку 2 возбуждения первого электромагнита, магнитопровод 3 второго электромагнита, обмотку 4 возбуждения второго электромагнита.The electromagnetic system of a double betatron (Fig. 1) contains a magnetic circuit 1 of the first electromagnet, an excitation winding 2 of the first electromagnet, a magnetic circuit 3 of the second electromagnet, an excitation winding 4 of the second electromagnet.
Импульсная система питания двойного бетатрона (фиг.2), включает магнитопровод 1 первого электромагнита, обмотку 2 возбуждения первого электромагнита, магнитопровод 3 второго электромагнита, обмотку 4 возбуждения второго электромагнита. Емкостной накопитель 5 через тиристор 6 соединен с обмоткой 2 возб)ждения первого электромагнита, а обмотка 4 возбуждения второго электромагнита через тиристор 7 соединена с емкостным накопителем 5. Последовательно соединенные между собой источник шггания 8 постоянного тока и дроссель 9 через первый тиристор 10 ввода энергии и второй трфистор 11 ввода энергии подключены параллельно к обмотке 2. Обмотка 4 через третий тиристор 12 ввода энергии подключена параллельно к источнику питания 8 и дросселю 9.The pulse power system of the double betatron (figure 2), includes a magnetic circuit 1 of the first electromagnet, a winding 2 of the excitation of the first electromagnet, a magnetic circuit 3 of the second electromagnet, an excitation winding 4 of the second electromagnet. The capacitive storage 5 through the thyristor 6 is connected to the excitation winding 2 of the first electromagnet, and the excitation winding 4 of the second electromagnet through the thyristor 7 is connected to the capacitive storage 5. The DC coupler 8 is connected in series with each other and the inductor 9 through the first energy input thyristor 10 and the second energy input trifistor 11 is connected in parallel to the winding 2. The winding 4 through the third energy input thyristor 12 is connected in parallel to the power source 8 and inductor 9.
В момент времени ti с приходом управляющих импульсов на первый тиристор 10 ввода энергии и второй тиристор 11 ввода энергии (фиг.2) от источника питания 8 постоянного тока через дроссель 9 происходит ввод энергии в обмотку 2 возбуждения первого электромагнита двойного бетатрона (фиг.З, кривая 13). В момент времени t, после окончания ввода энергии в обмотку 2 возбуждения включается тиристор 6, начинается колебательный разряд емкостного накопителя 5 на обмотку 2 возбуждения (фиг.З, кривая 14), под действием напряжения емкостного накопителя 5 тиристоры 10, 11 обесточиваются и выключаются. В первом электромагните двойного бетатрона создаются магнитные потоки черезAt time ti, with the arrival of control pulses to the first energy input thyristor 10 and the second energy input thyristor 11 (Fig. 2) from the direct current power supply 8, inductor energy is introduced into the excitation winding 2 of the first double betatron electromagnet (Fig. 3, curve 13). At time t, after the end of energy input, the thyristor 6 is turned on, the oscillatory discharge of the capacitive storage 5 to the excitation winding 2 begins (Fig. 3, curve 14), and the thyristors 10, 11 are de-energized and turned off under the action of the voltage of the capacitive storage 5. In the first double-betatron electromagnet, magnetic fluxes are created through
обратный магнитопровод магнитопровода 1 первого электромагьшта, в области равновесной орбиты и центральный магнитный поток. В момент времени /з, после окончания процесса ускорения Ц формируется спадающая часть импульса тока в обмотке 2 возбуждения (фиг.З, кривая 13). К моменту времени U ток в обмотке 2 возбуждения становится равным нулю, а емкостной накопитель 5 перезаряжается до максимального напряжения с обозначенной в скобках полярностью. При этом вся энергия, запасенная в магнитном поле первого электромагнита бетатрона, в течение интервала времени рекуперирует в емкостной накопитель 5.the reverse magnetic circuit of the magnetic circuit 1 of the first electromagnet, in the equilibrium orbit, and the central magnetic flux. At time t / z, after the end of the acceleration process C, a decreasing part of the current pulse is formed in the excitation winding 2 (Fig. 3, curve 13). By the time U, the current in the field winding 2 becomes equal to zero, and the capacitive storage 5 is recharged to the maximum voltage with the polarity indicated in parentheses. In this case, all the energy stored in the magnetic field of the first electromagnet of the betatron, during the time interval, is recovered in the capacitive storage 5.
В момент времени /4 с приходом управляющего импульса на третий тиристор 12 ввода энергии от источника питания 8 постоянного тока через дроссель 9 происходит ввод энергии в обмотку 4 возбуждения второго электромагнита двойного бетатрона (фиг.З, кривая 15). В момент времени /5, после окончания ввода энергии в обмотку 4 возбуждения включается тиристор 7, начинается колебательный разряд емкостного накопителя 5 на обмотку 4 возбуждения (фиг.З, кривая 14), под действием напряжения емкостного накопителя 5 тиристор 12 обесточивается и выключается. Во втором электромагните двойного бетатрона создаются магнитные потоки через обратный магнитопровод магнитопровода 3 второго электромагнита, в области равновесной орбиты и центральный магнитный поток. В момент времени f, после окончания процесса ускорения у2, формируется спадающая часть импульса тока в обмотке 4 возбуждения (фиг.З, кривая 15). К моменту времени t ток в обмотке 4 возбуждения становится равным нулю, а емкостной накопитель 5 перезаряжается до максимального напряжения с обозначенной без скобок полярностью. При этом вся энергия, запасенная в магнитном поле второго электромагнита двойного бетатрона, в течение интервала времени рекуперирует в емкостной накопитель 5 и цикл работы импульсной системы питания двойного бетатрона закончился.At time / 4, with the arrival of a control pulse to the third thyristor 12 for inputting energy from a direct current power supply 8, inductor 9 is injected with energy into the excitation winding 4 of the second double betatron electromagnet (Fig. 3, curve 15). At time / 5, after the end of the energy input, the thyristor 7 is turned on to the excitation winding 4, the oscillatory discharge of the capacitive storage 5 to the excitation winding 4 begins (Fig. 3, curve 14), under the action of the voltage of the capacitive storage 5, the thyristor 12 is de-energized and turned off. In the second double-betatron electromagnet, magnetic fluxes are created through the reverse magnetic circuit of the magnetic circuit 3 of the second electromagnet, in the equilibrium orbit, and the central magnetic flux. At time f, after the end of the acceleration process y2, a decreasing part of the current pulse is formed in the excitation winding 4 (Fig. 3, curve 15). By the time t, the current in the field winding 4 becomes equal to zero, and the capacitive storage 5 is recharged to the maximum voltage with the polarity indicated without brackets. In this case, all the energy stored in the magnetic field of the second double betatron electromagnet is recuperated into the capacitive storage 5 during the time interval and the cycle of operation of the pulse double betatron power supply system has ended.
Таким образом, в рассмотренной импульсной системе питания двойного бетатрона вместо 8 тиристоров двух колебательных контуров используется всего 2, используется один емкостной накопитель вместо двух, что, соответственно, приводит к значительному уменьшению стоимости и массогабаритных параметров двойного бетатрона. При этом для обеспечения ввода энергии в обмотки возбуждения первого и второго электромагнитов двойного бетатрона вместо двух схем ввода энергии используется - одна, которая состоит из источника питания 8, дросселя 9 и тиристоров 10 ... 12, что также приводит к уменьшению стоимости и массогабаритных параметров двойного бетатрона.Thus, in the considered pulse power supply system of a double betatron instead of 8 thyristors of two oscillatory circuits, only 2 are used, one capacitive storage is used instead of two, which, accordingly, leads to a significant reduction in the cost and weight and size parameters of a double betatron. At the same time, to ensure energy input into the field windings of the first and second electromagnets of a double betatron, instead of two energy input circuits, one is used, which consists of a power supply 8, a reactor 9 and thyristors 10 ... 12, which also leads to a decrease in cost and overall dimensions double betatron.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106270/20U RU31089U1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Dual betatron pulse power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106270/20U RU31089U1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Dual betatron pulse power system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU31089U1 true RU31089U1 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=35365384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003106270/20U RU31089U1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Dual betatron pulse power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU31089U1 (en) |
-
2003
- 2003-03-11 RU RU2003106270/20U patent/RU31089U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2439865C2 (en) | Betatron with simple excitation | |
RU31089U1 (en) | Dual betatron pulse power system | |
RU2359434C2 (en) | Method for induction acceleration of charged particles | |
RU2230441C1 (en) | Twin betatron switch-mode power system | |
RU32956U1 (en) | Double-betatron pulse power supply system with demagnetization of the magnetic circuit | |
RU2187913C2 (en) | Induction accelerator pulsed power system | |
US20230420171A1 (en) | Electronic switching device for demagnetizing ferromagnetic material | |
RU30480U1 (en) | Betatron pulse power supply system with demagnetization of the magnetic circuit | |
RU2187912C2 (en) | Induction accelerator pulsed power | |
RU2229772C1 (en) | Switch-mode power supply system for demagnetized-core betatron | |
RU31088U1 (en) | Betatron pulse power supply system with demagnetization of the magnetic circuit | |
SU746964A1 (en) | Betatron magnetic system | |
JP3011435B2 (en) | Magnetic pulse compression circuit and magnetic reset method of saturable reactor for magnetic pulse compression | |
RU2050044C1 (en) | Method acceleration of electrons in cylindrical induction accelerator and device for implementation of said method | |
RU2031557C1 (en) | Method of formation of pulse of accelerating electric field and device for its implementation | |
RU2229773C1 (en) | Pulse-mode power system for demagnetized-core betatron | |
RU2187914C2 (en) | Induction accelerator pulsed power system | |
JP2008270274A (en) | Magnetizer | |
JP3999140B2 (en) | Betatron accelerator and acceleration core device for betatron | |
庄龍宇 | Development of Pulsed Power Generation Technology Using Saturable Pulse Transformer | |
Sugai | Development of Pulsed Power Generation Technology Using Saturable Pulse Transformer | |
RU2172574C1 (en) | Pulse power supply system of induction accelerator | |
RU2228580C1 (en) | Switch-mode power system for betatron incorporating magnetic circuit demagnetization provision | |
SU993442A1 (en) | Pulse generator | |
SU1012779A2 (en) | Method for accelerating beam of charged particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20040312 |